Космос - Карл Эдвард Саган

Эмпедокл использовал в своем эксперименте кухонное приспособление, которым люди пользовались уже многие века, — так называемую клепсидру, или «водяного вора», служившего кухонным черпаком. Медная сфера с открытым горлышком и маленькими дырочками снизу наполнялась при погружении в воду. Если просто вынуть ее из воды, вода сразу польется через отверстия, как из душа. Однако если плотно закрыть горлышко большим пальцем, вода останется внутри сферы, пока вы не откроете отверстие. Попытайся наполнить клепсидру при закрытом горлышке, из этого ничего не получится. Какая-то материальная субстанция должна выйти, чтобы освободить место воде. Мы не можем увидеть данную субстанцию. Что бы это могло быть? Воздух, и ничего более, утверждал Эмпедокл. Вещь, которую мы не в состоянии увидеть, способна оказывать давление и препятствует моему желанию наполнить сосуд водой, если я по глупости оставлю палец на горлышке. Эмпедокл открыл невидимое. Воздух, думал он, должен быть веществом настолько разреженным, что его невозможно увидеть.

Говорят, Эмпедокл погиб, бросившись в экстатическом порыве в горячую лаву на вершине великого вулкана Этна. Но мне иногда кажется, что он просто оступился во время смелой попытки положить начало наблюдательной геофизике.

Новое веяние, слабый намек на существование атомов был подхвачен и развит человеком по имени Демокрит, родом из ионийской колонии Абдера, на севере Греции. Абдера служила неистощимым поводом для шуток. В 430 году до нашей эры истории о жителях Абдеры неизменно вызывали приступы хохота. Она была чем-то вроде Бруклина в наше время. Для Демокрита смысл жизни состоял в том, чтобы наслаждаться и постигать новое; постижение и наслаждение были для него одним и тем же. Он говорил, что «жизнь без веселья — это все равно, что долгая дорога без постоялого двора». Хотя Демокрит и прибыл из Абдеры, он был далеко не смешон. Он верил, что из диффузной материи в пространстве спонтанно формируется множество миров, которые эволюционируют, а потом распадаются. В то время, когда никто не знал о существовании ударных кратеров, Демокрит размышлял о том, что миры могут случайно столкнуться; он верил, что некоторые миры в одиночестве блуждают в темноте космоса, тогда как другие сопровождаются несколькими солнцами и лунами; что некоторые миры обитаемы, а другие лишены растений, животных и даже воды; что простейшие формы жизни появились из первобытных болот. Демокрит учил, что восприятие — например, суждение о том, что я сейчас держу в руке карандаш, — является в чистом виде физическим и механическим процессом; что мышление и чувства — это свойства материи, организованной достаточно тонким и сложным образом, и никак не связаны с духом, вселяемым в материю богами.

Демокрит придумал слово атом, которое в переводе с греческого буквально означает «неделимый». Атомы — это предельные частицы материи, которые никогда не могут быть разделены на меньшие части. Все сущее, говорил Демокрит, представляет собой прихотливо соединенные группы атомов. Даже мы сами. «Нет ничего, — заявлял он, — кроме атомов и пустоты».

Когда мы разрезаем яблоко, рассуждал Демокрит, нож должен пройти сквозь пустые пространства между атомами. Не будь пустот, нож встретился бы с непробиваемыми атомами и яблоко не удалось бы разрезать. Допустим, что мы вырезали из конуса тонкий слой и определили площади двух получившихся сечений. Будут ли эти площади равны? Нет, отвечает Демокрит. Наклон образующих конуса приводит к тому, что площадь одного из сечений немного меньше, чем другого. Если бы обе площади были в точности равны, мы имели бы дело с цилиндром, а не с конусом. Сколь бы острым ножом мы ни пользовались, площади срезов на двух кусках не будут равны. Почему? Потому что в очень мелком масштабе выявляется неустранимая шероховатость материи. Эту мелкомасштабную шероховатость Демокрит соотносит с миром атомов. Его аргументы отличаются от тех, что мы используем сегодня, но они тонки, изящны и получены из наблюдения за повседневной жизнью. А в своей основе сделанные Демокритом выводы совершенно верны.

А вот другая задача, связанная с предыдущей. Демокрит придумал способ вычисления объема конуса или пирамиды как совокупности очень большого числа чрезвычайно тонких пластин, размеры которых постепенно уменьшаются от основания к вершине. Тем самым он поставил задачу, которая в математике относится к теории пределов. Он уже стучался в двери дифференциального и интегрального исчисления — этого фундаментального инструмента познания, который, насколько мы можем судить по письменным источникам, не был открыт до Исаака Ньютона. Возможно, если бы работы Демокрита не были практически полностью уничтожены, это исчисление уже существовало бы к началу христианской эры[134].

Томас Райт в 1750 году поражался тому, что Демокрит считал Млечный Путь состоящим в основном из неразличимых звезд: «Можно сказать, что задолго до того, как астрономия извлекла выгоду из прогресса оптической науки, [он] мысленным взором заглянул так далеко в бесконечность, как это удавалось лишь наиболее талантливым астрономам в гораздо более благоприятные времена». Разум Демокрита поднялся выше Молока Геры, выше Хребта Ночи.

В обыденной жизни Демокрит, похоже, был чудаком. Женщины, дети и плотская любовь доставляли ему одни неудобства, отчасти потому, что отнимали время от размышлений. Однако он ценил дружбу, считал веселье целью жизни и посвятил большое философское исследование истокам и природе благодушия. Он специально отправился в Афины, чтобы посетить Сократа, но оказался слишком робок, чтобы представиться. Он был близким другом Гиппократа, восхищался красотой и совершенством физического мира, полагал, что бедность при демократии предпочтительнее богатства при тирании.

Господствовавшие в его время религии он считал злом и был уверен, что ни бессмертных душ, ни бессмертных богов не существует: «Нет ничего, кроме атомов и пустоты».

Нет никаких свидетельств, чтобы Демокрит подвергался гонениям за свои взгляды — он как-никак был из Абдеры. И все же в его время короткая традиция терпимого отношения к необщепринятым воззрениям начала расшатываться и рушиться. Людей стали наказывать за необычные идеи. Ныне портрет Демокрита украшает греческую банкноту достоинством 100 драхм[135]. Однако его озарения замалчивались и мало повлияли на ход истории. Мистики начинали брать верх.

Около 450 года до нашей эры к вершине жизненного пути подошел живший в Афинах ионийский экспериментатор Анаксагор. Богатый человек, он равнодушно относился к своему достатку, но был страстно влюблен в науку. Когда его спрашивали, в чем смысл жизни, он отвечал: «В том, чтобы исследовать Солнце, Луну и небо», — ответ истинного астронома. Анаксагор проделал эксперимент, в котором показал, что одна капля белой жидкости, например сливок, не способна заметно осветлить содержимое большого кувшина с темной жидкостью, например с вином. Отсюда он заключил, что должны существовать такие тонкие различия, которые непосредственно недоступны для нашего восприятия, но могут быть выявлены экспериментально.